Question

1．1mol CH₄氣體完全燃燒放出的熱量為802kJ，但當不完全燃燒生成CO氣體和液態H₂O時，放出的熱量為519kJ．如果1mol CH₄與n g O₂燃燒生成CO、CO₂氣體和液態H₂O，放出731.25kJ熱量．
（1）寫出CH₄氣體不完全燃燒的熱化學方程式．
（2）計算n的值．

Answer 1

分析 題意可知不完全燃燒的熱化學方程式為：2CH₄ （g）+3O₂ （g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1038 kJ•mol^-1或CH₄ （g）+$\frac{3}{2}$O₂ （g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-519 kJ•mol^-1①，
同理完全燃燒的熱化學方程式為：CH₄ （g）+2O₂ （g）═CO₂ （g）+2H₂O（l）△H=-802 kJ•mol^-1②
可設不完全燃燒、完全燃燒的CH₄的物質的量分別是x、y，由①②得
CH₄-$\frac{3}{2}$O₂-CO-519 kJ
x  x•$\frac{3}{2}$    519x kJ
CH₄-2O₂-CO₂-802 kJ
Y  2y     802y kJ
得關系式x+y=1 mol
x•$\frac{3}{2}$+2y=$\frac{n}{32}$ mol
以此計算得到．

解答 解：1mol CH₄氣體完全燃燒放出的熱量為802kJ，但當不完全燃燒生成CO氣體和液態H₂O時，放出的熱量為519kJ，由題意可知不完全燃燒的熱化學方程式為：
2CH₄ （g）+3O₂ （g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1038 kJ•mol^-1或CH₄ （g）+$\frac{3}{2}$O₂ （g）═CO（g）+2H₂O（l）；△H=-519 kJ•mol^-1①，
同理完全燃燒的熱化學方程式為：CH₄ （g）+2O₂ （g）═CO₂ （g）+2H₂O（l）△H=-802 kJ•mol^-1②
可設不完全燃燒、完全燃燒的CH₄的物質的量分別是x、y，由①②得
CH₄-$\frac{3}{2}$O₂-CO-519 kJ
x  x•$\frac{3}{2}$    519x kJ
CH₄-2O₂-CO₂-802 kJ
Y  2y     802y kJ
得關系式x+y=1 mol
x•$\frac{3}{2}$+2y=$\frac{n}{32}$ mol
519x kJ+802y kJ=731.25 kJ
解得：x=0.25 mol y=0.75 mol n=60．
（1）答：CH₄氣體不完全燃燒的熱化學方程式為：2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1038 kJ•mol^-1或CH₄（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-519 kJ•mol^-1
（2）答：計算得到n=60．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫和熱化學方程式定量計算，主要是反應焓變的計算，題目難度中等．